超聲波明渠流量計排水監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用
發(fā)布時間：2022-03-22 00:05:25
摘要 ： 提出了一種由帕歇爾槽和超聲波液位計組成的
超聲波明渠流量計。設(shè)計了一種集成超聲波液位計 ， ，它將基于超聲波傳輸和接收的測距模塊、低功耗 MSP430系列單片機的控制模塊和 RS485通信協(xié)議的通信模塊結(jié)合起來，實現(xiàn)了明渠流量計在地下排水監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用。
超聲波 明渠 流量計 MSP430； RS485通信協(xié)議。
概述；在采煤過程中，礦井水由地下排水泵提升至預(yù)沉淀調(diào)節(jié)池 ， ，流入吸水井。實時監(jiān)測礦井水進入抽水井的排水流量，可以了解井下工作狀態(tài)，對煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。目前，地下排水流量是通過流量計手動測量的。流量計很難讀取， 記不起累計流量， 更重要的是，地面管理人員無法及時獲取信息。為此，研制了一種超聲波明渠流量計。其FRP“測井”耐腐蝕，安裝方便，電路簡單可靠，故障率低， 整機測量精度高， 可適用于各種環(huán)境。
超聲波明渠流量計的開發(fā)；明渠流量計由水測量儀表和液位傳感器組成。安裝在地下測量現(xiàn)場的 、 傳感器通過電纜將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嫔衔粰C。
工作原理；明渠流量測量方法主要有直接法和間接法。直接法很少使用，因為很難找到明渠中顆粒速度和平均流體速度之間的關(guān)系。間接法是在明渠中安裝一臺測水儀， 對被測流體形成約束阻力， 以便在儀器上游和下游的明渠橫截面上形成與平均流速相關(guān)的液位差。如果能保證測水儀下游出口的液位保持不變， ，則測水儀的上游液位可以反映明渠橫截面上的平均流速 ， ，從而達到明渠流量測量的目的。間接法**應(yīng)用于明渠流量測量； 間接法中使用的測水儀器分為堰式和槽式， 堰式測水儀器*常用的有三角形堰和矩形堰。槽式測水儀*常用的是帕歇爾槽， 帕歇爾測量槽由上游收縮段、喉部段和下游擴散段 3組成。收縮段槽底向下游傾斜， 擴散段槽底的傾斜方向與喉槽底相反， 其結(jié)構(gòu)如圖所示。 1帕歇爾槽應(yīng)牢固安裝在通道上，并與通道側(cè)壁和通道底部緊密連接。 無漏水。使所有水流通過帕歇爾槽的測量部分， 帕歇爾槽的測量部分是凹槽中的喉部。
儀表安裝；明渠流量計安裝在現(xiàn)場通道 ， 水測量儀表采用帕歇爾水箱 ， 測井中的液位由安裝在測井頂部的超聲波液位計測量 ， 液位計采用 9 V電池電源 ， 與上位機通信只需一根電纜 ， 避免了大量電源和通信電纜的損失 ， 和在線電源電壓。
超聲波液位計的設(shè)計；液位計由低電壓、低功耗的單片機、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、串行接口電路、電池供電電路等組成。 圖 2為系統(tǒng)框圖。配備一體化超聲波發(fā)射接收模塊和遠程通信模塊。超聲波發(fā)射和接收電路與單片機 相連， 單片機與串行接口相連。電池供電電路由其他電路供電。
結(jié)論；帕歇爾槽明渠流量計中的FRP測井裝置耐腐蝕，易于安裝 超聲波位置計體積小， 密封性好，安裝維護方便，電源的設(shè)計能滿足煤礦設(shè)備的本質(zhì)安全和防爆特性， 整個儀表電路簡單可靠，故障率低 ， 測量精度高 ， 可應(yīng)用于各種環(huán)境。在井下排水流量監(jiān)測系統(tǒng)中，它能有效地監(jiān)測排水流量， 為實時監(jiān)測井下生產(chǎn)狀態(tài)提供了可能。
實踐證明，
超聲波明渠流量計測量精度高， 運行安全可靠、穩(wěn)定有效。然而，它也需要進一步改進通過逐步完善，將在煤礦安全生產(chǎn)管理中發(fā)揮更大的作用。
181-5507-8261
